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龍圖騰網恭喜北京石油化工學院申請的專利一種抑制復雜氣流干擾的艦載機自動著艦控制律設計方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN119356075B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-16發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202411486829.7，技術領域涉及：G05B11/42；該發明授權一種抑制復雜氣流干擾的艦載機自動著艦控制律設計方法是由董然;樊昕睿;辛祿平;王子俊;何慧民;張紅潔;張璐;李振軒;楊玉龍;林浙民設計研發完成，并于2024-10-23向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種抑制復雜氣流干擾的艦載機自動著艦控制律設計方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種抑制復雜氣流干擾的艦載機自動著艦控制律設計方法，采用PID控制方法設計俯仰角速度反饋回路，通過根軌跡分析和優化參數來確定俯仰角速度反饋回路的具體結構及參數；采用PID控制方法設計迎角反饋回路，通過根軌跡分析和優化參數來確定迎角反饋回路的具體結構及參數；采用PID控制方法來設計俯仰角反饋回路，通過根軌跡分析和優化參數來確定俯仰角反饋回路的具體結構及參數；在已設計完成的內回路基礎上，通過MPC方法，利用內回路線性狀態空間模型設計艦載機著艦引導律，使艦載機飛行高度響應滿足設計要求；利用該方法設計的艦載機自動著艦控制律能使艦載機著艦過程具有快速、精準的指令跟蹤性能，具有良好的魯棒性。

本發明授權一種抑制復雜氣流干擾的艦載機自動著艦控制律設計方法在權利要求書中公布了：1.一種抑制復雜氣流干擾的艦載機自動著艦控制律設計方法，其特征在于，所述方法包括：步驟1、采用比例-積分-微分控制方法，將艦載機俯仰角速度信息反饋至舵面，設計俯仰角速度反饋回路，借助根軌跡分析和參數優化方法來確定俯仰角速度反饋回路的具體結構及參數，使艦載機俯仰角速度響應滿足設計要求；在步驟1中，艦載機俯仰角速度信息來自艦載機著艦運動模型，該艦載機著艦運動模型采用線性小擾動方程來描述： 式中：控制輸入系統輸出狀態變量外部干擾w＝[wxgwzg]T；控制輸入向量u中的3個分量δe、δc和δp依次表示升降舵偏轉角、鴨翼偏轉角和有效油門開度，單位均為deg；vI表示地速，單位為ms；αI、θ和γ分別表示慣性迎角、俯仰角和航跡角，單位均為rad；q表示俯仰角速度，單位為rads；h表示高度，單位為m；nz表示法向過載，單位為g；Δ表示變量與其基準值的偏差；*表示變量的基準狀態標稱值；wxg和wzg分別表示風速沿大地坐標系x軸和z軸的分量，單位為ms；A～F表示線性小擾動方程的系數矩陣；俯仰角速度反饋回路具有負反饋模式，由于正的舵指令產生負的角速度增量，將俯仰角速度指令引入時取負號，而俯仰角速度反饋信息取正號，來構造負反饋形式；在確定俯仰角速度反饋回路的結構形式時，從比例控制形式開始嘗試，通過根軌跡法分析可知，這種結構形式無法使閉環系統穩定，因此采用共增益的比例-積分控制形式來設計俯仰角速度反饋回路，設前向通道控制增益為Kp1，通過根軌跡法分析可知：當Kp1＞36時，閉環系統能穩定；然后在該參數范圍內優化Kp1，優化時采用Matlab軟件Simulink模塊庫中的功能模塊將期望的控制系統階躍性能指標轉換為階躍響應的約束邊界，自動優化控制系統待定參數，直至系統輸出滿足期望的性能指標為止；最終優化結果為：Kp1＝1298.7，艦載機俯仰角速度階躍響應的收斂時間約0.3s；步驟2、固定已在步驟1中完成設計的俯仰角速度反饋回路的結構和參數，采用比例-積分-微分控制方法，將艦載機迎角信息反饋至艦載機油門桿，設計迎角反饋回路，借助根軌跡分析和參數優化方法來確定迎角反饋回路的具體結構及參數，使艦載機迎角響應滿足設計要求；在步驟2中，固定已在步驟1中完成設計的俯仰角速度反饋回路的結構和參數，設計迎角反饋回路，引入迎角指令時取負號，加入迎角反饋信息取正號，來構造負反饋形式；在確定迎角反饋回路的結構形式時，從比例控制形式開始嘗試，設前向通道控制增益為Kp2，用根軌跡法分析可知：當增益滿足0Kp27650時，迎角反饋回路能穩定；然后在該參數范圍內采用Matlab軟件Simulink模塊庫中的功能模塊優化Kp2，在優化過程中發現，僅靠迎角反饋的比例控制，雖然能使迎角反饋回路穩定，但無法滿足艦載機迎角響應設計要求；因此在原有比例環節的基礎上增加微分環節，構成迎角的比例-微分控制形式，設這兩個環節的控制增益相同，為參數Kp2，通過根軌跡法分析可知：只要Kp20，迎角響應就能收斂；再采用Matlab軟件Simulink模塊庫中的功能模塊優化Kp2；在優化過程中發現，當Kp2＝30909時，該比例-微分控制形式能產生良好的控制效果，迎角偏差在響應迎角偏差階躍指令后約1.5s收斂，滿足艦載機迎角響應設計要求；步驟3、固定已在步驟1和步驟2中完成設計的俯仰角速度反饋回路和迎角反饋回路的結構和參數，采用比例-積分-微分控制方法來設計俯仰角反饋回路，借助根軌跡分析和參數優化方法來確定俯仰角反饋回路的具體結構及參數，使艦載機俯仰角響應滿足設計要求；步驟4、在已設計完成的內回路基礎上，通過模型預測控制方法，利用內回路線性狀態空間模型的狀態矩陣、狀態向量、輸入矩陣、輸出矩陣、輸出向量以及期望輸出信息，設計艦載機著艦引導律，以生成俯仰姿態指令，使艦載機飛行高度響應滿足設計要求；其中，所述內回路由俯仰角速度反饋回路、迎角反饋回路和俯仰角反饋回路構成。

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